Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Энергия электрического поля

Читайте также:
  1. Атомное ядро. Энергия связи ядра.
  2. В приближении однородного поля.
  3. Вектор-потенциал магнитного поля.
  4. Векторные поля.
  5. Виды воздействия электрического тока на организм человека
  6. Влияние диэлектрического цилиндра на форму поля
  7. Влияние температуры. Энергия активации
  8. Внутренняя энергия
  9. Внутренняя энергия
  10. Внутренняя энергия и теплота
  11. Внутренняя энергия идеального газа
  12. Внутренняя энергия идеального газа

 

Поле любой системы зарядов обладает энергией. Определим энергию системы двух точечных зарядов. В точке 1 находится заряд . Потенциал поля заряда q1 в точке 2 равен . Поместим заряд в точку 2. Энергия заряда в точке 2 - . Это работа, которую может выполнить поле при перемещении заряда из точки 2 в бесконечность. Потенциал точки 1 в поле заряда равен и энергия заряда в точке 1 - .

Следовательно, энергия взаимодействия зарядов .

Для удобства энергию записывают в симметричной форме

. (2.41)

Если имеется система зарядов, то

, (2.42)

где - потенциал в точке расположения заряда qi, созданный всеми оставшимися зарядами, кроме qi. Последнее равенство не определяет полную энергию системы, т.к. в нем не учитывается энергия, затраченная на создание зарядов.

Если поле возбуждается объемным зарядом, то за точечный заряд можно принять , если поверхностным, то и энергия

или .

Если потенциал в первом слагаемом создан только объемным зарядом, а во втором – только поверхностным, то равенство определяет сумму собственных энергий.

Если потенциал в первом слагаемом создан только поверхностным зарядом, а во втором – только объемным, то равенство определяет взаимную энергию.

Если потенциал в первом и втором слагаемых создан объемным и поверхностным зарядами, то равенство определяет полную энергию системы.

Все приведенные выражения для энергии электрического поля справедливы для стационарного поля. Они указывают на то, что энергия сосредоточена в местах распределения зарядов, что противоречит материалистическому пониманию поля. Поэтому эти формулы, являясь удобным математическим аппаратом, не отражают сущности явления.

Энергией обладает электромагнитное поле, покажем это.

Рассмотрим объем V, в котором имеется и объемный и поверхностный заряды (рис. 2.16).

.

Учитывая, что и (т.к. напряженность электрического поля на внешней поверхности проводника (2.40) определяется как ), получим

,

т.к. .

Применив теорему Остроградского, получим

Здесь и .

Таким образом,

. (2.43)

Формула справедлива и для стационарных и для переменных полей.

Уравнение показывает, что носителем энергии является электростатическое поле. Энергия электростатического поля распространяется во всем пространстве.

В однородных и изотропных средах , тогда

, (2.44)

.

Энергия единицы объема . (2.45)

Измеряется энергия в джоулях (Дж).

Если имеется заряженный проводник с зарядом q, то , но т.к. , то или

. (2.46)

Зная энергию, можно определить силу, действующую на заряженный проводник , где F- обобщенная сила, а – обобщенная координата – координата, вдоль которой происходит результирующее бесконечно малое перемещение под действием силы F.



 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Метод зеркальных изображений | Электрический ток в проводящей среде

Дата добавления: 2014-01-15; Просмотров: 98; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2019) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.002 сек.